Φ5.5mmSWRH72B盘条芯部马氏体的控制
1 前言
2005年以来,为满足出口需求,江苏沙钢集团有限公司润忠高线厂生产了唾Φ5.5mmSWRH72B热轧盘条。该产品国外主要用于制作邮电钢丝、高强度弹簧钢丝、预应力钢丝钢绞线以及胎圈钢丝等重要用途的钢丝制品,对组织要求较为严格,相关标准中规定,不得出现马氏体M及网状渗碳体T等异常组织。但在实际生产中,盘条芯部频繁产生马氏体组织,合格率仅为50%。
2 Φ5.5mm SWRH72B盘条芯部产生马氏体的原因
沙钢润忠高线厂引进美国摩根公司全套工艺技术和关键设备,全线26架轧机,坯料为电炉冶炼(废钢+铁水)连铸140mm×140mm小方坯,线材轧后经水箱及斯太尔摩风冷线进行控制冷却Φ5.5mm SWRH72B采用标准型冷却方式。其主要化学成分、生产工艺和成品金相组织分别见表1、表2、表3。
关于芯部马氏体的形成,目前普遍认为是由于坯料内部严重的碳偏析、锰偏析以及轧后冷却速度过快所致。为此,结合润忠高线厂的生产实际,对Φ5.5mm SWRH72B盘条芯部马氏体的产生原因分析如下:
(1)润忠高线厂为降低生产成本,采取了连铸坯部分热装热送的生产工艺。Φ5.5mmSWRH72B坯料热装入炉时,表面温度约为6000C左右,坯料芯部由于冷却速度较慢,温度高达750--8500C,在Ar1以上,因此坯料芯部基本处于奥氏体状态,并保留了原始的铸态组织,区域偏析十分严重,碳、锰等元素相对聚集。相
比之下,冷装坯则比热装坯多了一个“γ-α-γ”的相变再结晶过程,而该过程有利于碳、锰等元素充分扩散,从而减轻了坯料芯部的偏析程度。根据马氏体的形成机理,马氏体优先在偏析部位形核并长大,偏析越严重,则越容易产生马氏体。这是热装坯成品马氏体比例高于冷装坯成品的原因所在。
(2)SWRH72B为亚共析钢,当冷却速度V大于临界冷却速度Vc时,过冷奥氏体向珠光体的转变遇中止线结束,剩余过冷奥氏体继续冷却至Ms点时,将发生马氏体转变。根据相关资料,临界冷却速度Ⅵj一般为20-300C,Is,而本厂Φ5.5mm SWRH72B盘条在斯太尔摩线上的平均冷却速度达25℃/s,很显然,该冷却速度偏快,为马氏体的形成创造了条件。
(3)锰元素可扩大奥氏体相区、降低Ms点、并使C曲线显著右移,同时还可提高钢的淬透性。根据表1,SWRH72B钢中锰元素含量为0.60%~0.90%,较一般高碳钢的锰含量高0.30%,加之线材直径较小(Φ5.5mM),因此芯部偏析处较易形成马氏体。
3 Φ5.5mm SWRH72B盘条芯部马氏体的控制措施
根据上述分析,采取了以下措施来控制Φ5.5mm SWRH72B盘条芯部马氏体的产生:
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